DE2330010C2

DE2330010C2 - Vorrichtung zur Überwachung und Steuerung des Masseflusses freifließender Güter

Info

Publication number: DE2330010C2
Application number: DE19732330010
Authority: DE
Inventors: Ralf 7251 Hirschlanden Urban
Original assignee: Werner & Pfleiderer 7000 Stuttgart
Current assignee: Werner & Pfleiderer 7000 Stuttgart
Priority date: 1973-06-13
Filing date: 1973-06-13
Publication date: 1975-05-22
Also published as: DE2330010B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung und Steuerung des Masseflusses flüssiger und pastöser Güter mittels einer in der Förderleitung einer Dosiereinrichtung zu einer Verarbeitungsvorrichtung.5° angeordneten und mit einer Fördereinrichtung verbundenen Rohrstrecke, die als Meßstrecke zur Ermittlung des in der Zeiteinheit geförderten Gutes ausgebildet ist und der Weiterleitung d„'s aus einem Sammelbehälter entnommenen Gutes dient.

Bei vielen kontinuierlichen Verarbeitungsvorgängen, wie z. B. bei Misch- und Knetvorgängen in Schneckenmaschinen, besteht das Erfordernis einem zu verarbeitenden Grundmaterial Zuschlagstoffe, von flüssiger oder pastenartiger Konsistenz in einer bestimmten Dosierrate gleichförmig zuzuführen. Dabei ist die Genauigkeit, mit welcher diese Zugabe erfolgt, in hohem Maße mitbestimmend für die Güte des Endproduktes. Um diese Genauigkeit zu erzielen, ist aber Voraussetzung, daß die Messung und nachfolgend die darauf be- &5 ruhende Regelung des Zugabestromes nicht von störenden Beiwerten beeinflußt wird.

Es ist bekannt, die Dosierung flüssiger Zuschlagstoffe 010

mittels sogenannter Rohrstreckenwaagen zu überwachen die zu diesem Zweck in den Fluß dieser Zuschlagstoffe eingeschaltet werden. Dabei wird der dem Durchflußgewichi des Zuschlagstoffes entsprechende Neigungswinkel der an einem Drehpunkt angelenkten Rohrstreckenwaage auf mechanischem Weg ermittelt und als Istwert mit dem Sollwert verglichen, so daß der so erhaltene Korrekturwert zur Beeinflussung der Fördereinrichtung des Zuschlagstoffes herangezogen werden kann.

Da zwischen der drehbeweglichen Rohrstreckenwaage und der Förderleitung von der Fördereinrichtung zur Rohrstreckenwaage keine starre Verbindung bestehen kann, ist dieser Übergang mit einem flexiblen Rohrkompensator ausgebildet, dessen begrenzte Flexibilität die Wägegenauigkeit jedoch störend beeinflußt.

Dieser störende Einfluß ist insbesondere deshalb sehr gravierend, weil für die ebenfalls aus Gründen möglichst genauer Einflußnahme auf die Dosierung anzustrebende kurzzeitige Lokalisierung eventueller Gewichtsabweichungen möglichst kleine Strecker sten erfaßt werden sollen.

Bei kleiner Meßstrecke wirkt sich der die Wagung stets ungleich beeinflussende Beiwert des Rohrkompensator^ aber besonders stark aus. Dieser Beiwert erhöht sich außerdem dann, wenn hochviskose Produkte unter Druck gefördert werden sollen und sehr kräftige Rohrkompensator erforderlich sind.

Aus der DT-OS 1 498 458 ist auch eine Vorrichtung bekannt, die zur Überwachung und Beeinflussung eines fließfähigen Gutstromes ein π ^! irtiges Meßglied aufweist, dessen Inhalt in Abhängigkeit der ermittelten Kraft veränderbar ist.

Diese nur für pulverförmiges oder körniges Gut geeignete Vorrichtung überträgt eine in axialer Richtung auf Grund der Wandreibung des Gutes entstehende Kraft auf eine Kraftmeßeinrichtung, mit deren Hilfe Abweichungen des durch das Meßglied fließenden Gutstromes ermittelt werden sollen.

Abgesehen davon, daß diese Vorrichtung für die Ermittlung des Massestromes flüssiger oder pastöser Güter nicht geeignet ist, haftet ihr zudem der Nachteil an, daß sie keine genaue Gewichtsbestimmung ermöglich .1 kann, da die Krafteinwirkung auf die Meßeinrichtung ausschließlich eine Funktion des Reibungsbeiwertes des durch das Meßglied fließenden Gutes und der Strömung selbst ist. Bei mehr oder weniger gedrosseltem Gutstrom ergeben sich daher trotz gleichen Volumengewichts im Meßglied unterschiedliche Meßwerte. Außerdem beeinflußt der bei dieser Vorrichtung ebenfalls erforderliche flexible Faltenbalg die Genauigkeit des Meßergebnisses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die vorerwähnten Nachteile ausschließt und trotz flüssigkeitsdichter und unmittelbarer Verbindung der Meßstrecke mit der Förderleitung zur Verarbeitungsvorrichtung eine weitgehend genaue Überwachung und Steuerung des Massestromes flüssiger und pastöser Güter ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die waagerecht angeordnete Meßstrecke zusammen mit der Förderleitung freitragend mit einem Festlager verbunden ist und die auf der Meßstrecke insgesamt lastende Masse fortlaufend durch Ermittlung der Biegelängenänderung der Meßstrecke mittels eines mit dem. Festlager verbundenen induktiven Wegaufnehmers als elektrischer Spannungswert erfaßbar ist, welcher den Massedurchfluß in der Meßstrecke über eine auf die

Fördereinrichtung einwirkende Regeleinrichtung begesamten vuinv-»""»6 ·■■—»&—— ...— .·..

hältnis ist letztlich abhängig vom Produktdurchsatz und den gegebenen Förderbedingungen.
Für die in vielen Fällen erforderliche Zuführung der

dienen. Ein jeweils zwischen Flansch und Außenwandung des Rohreinsatzes angeordneter Nutring 7 dient

_mi ist erreicht, daß auch bei unmittelbar fest und zur Abdichtung der Meßstrecke.

fiüssigkeitsdicht mit der Produktförderleitung verbun- Der Rohreinsatz 2 ist durch entsprechende Formge-

dener rohrförmiger Meßstrecke Abweichungen des 5 bung. d. h. durch Festlegung eines geeigneten Verhält-Produktflusses genau erfaßt und zu dessen Korrektur nisses zwischen dessen Außendurchmesser zu dessen herangezogen werden können. Die Anwendung dieser Innendurchmesser und zu dessen Länge und bei VerVorrichtung ermöglichst ohne besondere Schwierigkei- wendung eines entsprechend elastischen, aber druck_die kontrollierbare Zuführung flüssiger oder pa- dichten Werkstoffes als Federelement wirksam. Dessen unförmiger Massen zu einer Verarbeuungsvorrich- 10 Federkennlinie ist auf Grund der Meßverhältnisse und Durch ein entsprechend gewähltes Verhältnis von der Werkstoffbeschaffenheit des Rohreinsatzes be-A ßendurchmesser zu Innendurchmesser und zur Län- stimmbar und maßgebend für die Empfindlichkeit der der Meßstrecke ist für diese eine lineare Federkenn- gesamten Meßeinrichtung. Die Abmessungen des f ie mit einer bestimmten Steilheit erreichbar, die für Rokreinsatzes richten sich letztlich aber auch nach dem de Empfindlichkeit und damit dem Wägebereich der 15 erforderlichen Produktdurchsatz und der hierfür gefor-

samten Vorrichtung maßgebend ist Dieses Maßver- derten Festigkeit des Rohreinsatzes. 8 ^J . . ,—i:„u »kkönm» «nm PmHiiifiHiin-htaiT iinH Parallel zum Rohreinsatz 2 und an dem mit einem

Festlager zu verbindenden Flansch 3 ist eine biegestei-

_ruT _U1C „ fe Konsole 8 befestigt. Diese Konsole trägt an ihrem

flüssigen oder pastenförmigsn Zuschlagstoffe in eine 20 freien Ende einen als induktiven Wegaufnehmer ausge-Verarbeitungsvorrichtung unter Druck ist gemäß einer bildeten Taststift 9, der die Längendehnung der Rohrweiteren Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß je strecke bei deren Belastung und Durchbiegung erfaßt ne Meßstrecke mit den Enden der als geschlossener und als elektrischen Spannungwert einer Regeleinrich-Rohrbogen ausgebildeten Förderleitung verbunden ist tung 10 zuführt. An Stelle des Taststiftes können auch 1 dieser Ausbildung ist die erfindungsgemäße Vorrich- 25 Dehnungsmeßstreifen Anwendung finden, ng vorteilhaft als geschlossene Rohrstreckenwaage Die praktische Anwendung der Meßstrecke kann so-

• jL_m wohl als Rohrstreckenwaage als auch in Verbindung

^W'ln einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vor- mit einem Wägebehälter zur Überwachung und Steuesehen daß die biegeelastisch ausgebildete rohrförmi- rung der Dosierung von insbesondere flüssigen und pa- ^ Meßstrecke an ihren Endseiten durch an einem 30 stenförmigen Stoffen erfolgen.

Ringbund anliegende Spannscheiben jeweils mit einem In F i g. 1 und 2 ist die Funktion der Meßstrecke als

Flansch verbunden ist, wobei der dem Festlager zu- Rohrstreckenwaage dargestellt. Hierzu ist die MeU-apnrdnete Flansch eine Konsole trägt, deren Länge der strecke einerseits mit einer freitragenden offenen l-or-Kstreckenlänge entspricht und an deren Ende der derleitung 11 (Fig. 1) oder mit einer freitragenden ge-S ve Wegaufnehmer eingesetzt ist Dieser indukti- 35 schlossenen Förderleitung IV (Fig.2) und außerdem ve Wegaufnehmer ertastet in dieser Anordnung den mit einer Förderpumpe 13 bzw. 13' und einem Sammel-Hiirrh die Durchbiegung der Meßstrecke an ihrer obe- behälter 14 verbunden.

I_n MameHinie auf diefe Weise als elektrischer Span- Dabei befindet sich das Festlager der Meßstrecke am

ren Manie ^_{n analogen Weg der nach}f_oig_end Flansch 3, der an den Flansch der Förderpumpe ange-Regeleinrichtung mit dem Sollwert vergli- 40 schlossen ist, so daß die Meßstrecke und die Forderiei- > werden kann tung insgesamt freitragend angeordnet sind

"um auf einfache Weise auch eine Trennung zwischen Bei vollgefülltem Sammelbehälter 14 fördert die For_

den Leergewichten und den Füllgewichten der Vorrich- derpumpe 13 das einer Ver ar bettung, vomeh lung ¹^ tun* zu ermöglichen, ist gemäß einer weheren Ausbil- bzw. 15' zuzuführende Produkt über die Meßstrecke 1 dune de Erfindung die Meßstrecke auf der Seite ihres ₄₅ und die Förderleitung 11. D.e h.erbe. auf der ^ Sage«mit dem Grundrahmen des als Wägebehäl- ke insgesamt einwirkende Streckenlas^die ter ausgebildeten Sammelbehälters verbunden, wobei
die Zuführungsleitung zwischen der Meßstrecke und
dem Sammelbehälter vorgesehen ist

Ke insgesamt chiwuncuuu uuw^n».·.,
dem in der Zeiteinheit geförderten variablen Produktgewicht und den konstanten Einzellasten ergibt, bewirkt eine der Federkennlinie des Rohreinsatzes 2 der

ÄMS:!*. ,„ H-.*, , M~n*. . -_Ä«-SS;£

Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt

F i g. 1 die rohrförmige Meßstrecke in Verbindung mit einer offenen Förderleitung, der zugehörigen Fördereinrichtung und dem Sammelbehälter für das zu fördernde Produkt,

F i g. 2 eine mehrfach angeordnete Meßstrecke mit bogenförmiger und geschlossener Förderleitung in der Draufsicht,

F i g. 3 die Ausbildung der Meßstrecke im Schnitt, Fig.4 die Anordnung der Meßstrecke in Verbindung mit einem Wägebehälter.

Gemäß F i g. 1 und 3 besteht die Meßstrecke 1 aus einem rohrförmigen Einsatz 2, der zwischen zwei Flan-

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durch den Taststift 9 erfaßt wird. Der hierbei ermittelte Spannungswert wird in der Regeleinrichtung 10 mit dem Sollwert verglichen. Entsprechend dem Differenzwert steuert die Regeleinrichtung 10 die Drehzahl und

55 damit die Förderleistung der Förderpumpe 13. Damit ist der Produktstrom zu einer Verarbeitungsvorrichtung in festgelegten und vom Verarbeitungsprodukt abhängigen Dosierraten regelbar. Zur genauen Erfassung des in der Zeiteinheit geförderten Produktge-

60 wichts muß hierbei allerdings jeweils die konstante Einzellast der Förderleitung und der Meßstrecke bekannt sein.

III.

Eine Vorrichtung zur fortlaufenden Ermittlung des

einem rohrförmigen Einsatz 2, der zwiscnen zwei rian- reinen Produktzugabegewichts in der Zeiteinheit also sehen 3 bzw. 4 austauschbar eingespannt ist. Zu diesem 65 ohne gleichzeitige Miterfassung von Einzellasten der Zweck weist der Rohreinsatz 2 an seinen Endseiten Bauteile ist in Fig.4 aufgezeigt. Hierbei ist der Sam-Ringbunde 5 bzw. 5' auf, die als Anlage der Flanschen melbehälter 14' als Wägebehälter ausgebildet und zu- und der zugehörigen geteilten Spannscheiben 6 bzw. 6' sammen mit der Förderleitung 11" zur Meßstrecke mit

dieser verbunden. Der Grundrahmen 17 des Wägebehälters dient als Festlager für den Flansch 3 der Meßstrecke 1. Durch Austarierung der Einzelgewichte von Sammelbehälter, Förderleitung und Meßstrecke kann nach Refüllung des Sammelbehälters das reine Produktzugabegewicht wiederum durch die Biegelängenänderung der Meßstrecke ermittelt werden. Im Verlauf der geregelten Zudosierung geht diese Biegelängenänderung entsprechend der Federkennlinie des Rohreinsatzes gleichmäßig zurück. Diese entsprechend der Produktentnahme in die Zeiteinheit aus dem Wägebehälter nach einer vorbestimmten Kennlinie zu erfolgende Biegelängenänderung wird in der Regeleinrichtung tO mit dem jeweiligen Sollwert (Soll) verglichen und bei entsprechenden Differenzwerten durch Regelung der Leistung der Förderpumpe 13 bzw. 13' über die Antriebsdrehzahl des Motors M korrigiert. Zur Dreh-Zahlkontrolle ist der Motor M über den Tachogenerator G mit der Regeleinrichtung 10 verknüpft.

Mit der Anwendung der Meßstrecke in Verbindung mit einer Rohrstrecke oder einem Wägebehälter ist auf einfache Weise eine weitgehend genaue und von störenden die Meßergebnisse negativ beeinflussenden Beiwerten befreite Ermittlung der Zugabegewichte von Zuschlagstoffen zu einer Verarbeitungsvorrichtung ermöglicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 2

1. Vorrichtung zur Überwachung und Steuerung des Masseflusses flüssiger und pastöser Güter mittels einer in der Förderleitung einer Dosiereinrichtung zu einer Verarbeitungsvorrichtung angeordneten und mit einer Fördereinrichtung verbundenen Rohrstrecke, die als Meßstrecke zur Ermittlung des in der Zeiteinheit geförderten Gutes ausgebildet ist und der Weiterleitung des aus einem Sammelbehälter entnommenen Gutes dient, dadurch gekennzeichnet, daß die waagrecht angeordnete Meßstrecke (1) zusammen mit der Förderleitung (Π, 1Γ, 11") freitragend mit einem Festlager verbunden ist und die auf der Meßstrecke insgesamt lastende Masse fortlaufend durch Ermittlung der Biegelängenänderung der Meßstrecke mittels eines mit dem Festlager verbundenen induktiven Wegeaufnehmers (9) als elektrischer Spannungswert erfaßbar ist, welcher den Massedurchfluß in der Meßstrecke über eine auf die Fördereinrichtung (13,13') einwirkende Regeleinrichtung beeinflußt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Meßstrecke mit den Enden der als geschlossener Rohrbogen ausgebildeten Förderleitung (11) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die biegeelastisch ausgebildete rohrförmige Meßstrecke (!) an ihren Endseiten durch an einem Ringbund (6, 6') anliegende Spannscheiben jeweils mit einem Flansch (3,4) verbunden ist, wobei der dem Festlager zugeordnete Flansch (3) eine Konsole (8) trägt, deren Länge der Meßstreckenlänge entspricht und an deren Ende der induktive Wegaufnehmer (9) eingesetzt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrecke (1) festlagerseitig mit dem Grundrahmen (17) des als Wägebehälter ausgebildeten Sammelbehälters (14') verbunden ist, wobei die Förderleitung (H") zwischen der Meßstrecke und dem Sammelbehälter vorgesehen ist.